Земляними називають роботи з розробки ґрунту у виїмках, його транспортування (переміщення) та укладання в насипі. Виїмки та насипи є земляними спорудами (рис. 11.1), які залежно від їх призначення та терміну експлуатації можуть бути постійними та тимчасовими. Постійні земляні споруди – греблі, греблі, канали, водосховища, шламонакопичувачі тощо. - призначені для тривалоїексплуатації. Тимчасові замляні споруди влаштовують як потрібний елемент для подальших будівельно-монтажних робіт. До них відносяться котловани та траншеї. Котлованами називаються виїмки, ширина яких мало відрізняється від довжини, а траншеями - виїмки, що мають малі розміри поперечного перерізу та більшу довжину. Котловани необхідні будівництва споруд, а траншеї - для прокладання трубопроводів. Похилі бічні поверхні виїмок та насипів називають укосами, а горизонтальні поверхні навколо них – бермами. Іншими елементами земляних споруд є: дно виїмки – нижня горизонтальна земляна поверхня виїмки; брівка - верхня кромка укосу; підошва - нижня кромка укосу; крутість (або коефіцієнт) укосу m=h-a, де - h-глибина виїмки або висота насипу; a-закладання укосу (див. рис. 11.1, з). До земляних споруд відносяться також резерви та кавальєри. Резерви - це виїмки, з яких беруть ґрунт для пристрою насипу, а кавальєри - це насипи, що утворюються при відсипанні непотрібного ґрунту, наприклад для тимчасового його зберігання, що використовується потім знову для засипки траншей або пазух котлованів. Земляні споруди при їх експлуатації не повинні змінювати своєї форми та основних розмірів, давати просідання, розмиватися під дією поточної води та піддаватися впливу атмосферних опадів.
Серед типів земляних споруд слід виділити резерви та кавальєри. Резерви - це виїмки, з яких беруть ґрунт для зведення насипу, наприклад, при вертикальному плануванні території. Кавальєрами називаються насипи, що утворюються при відсипанні непотрібного ґрунту, а також для тимчасового зберігання ґрунту, зворотного засипання траншей або фундаментів.
Підрахунок обсягів земляних робіт виконується у процесі проектування та під час виконання робіт.
Земляну споруду — виїмку чи насип — можна у вигляді геометричного тіла, обсяг якого підраховується за відомими правилами геометрії. Формули для підрахунку характерних земляних споруд наводяться у довідниках із земляних робіт. При обрахуванні обсягу земляного споруди складної зміни вдаються до його членування на найпростіші геометричні постаті і підсумовування їх обсягів, чи користуються наближеними способами підрахунків.
У практиці промислового та цивільного будівництва доводиться головним чином розраховувати обсяги лінійно-протяжних споруд (траншів), котлованів та робіт з вертикального плануваннямайданчиків. Для визначення обсягів кожного виду земляних робіт існують різні методи та розрахункові формули. Доцільність способу розрахунку вибирається у кожному даному випадку з урахуванням рельєфу місцевості, розмірів, зміни та інших особливостей споруд, методів виконання робіт, і навіть з необхідної точності підрахунків.
При виробництві та підрахунку обсягів робіт позначки поверхні мають такі назви:
червона - проектна відмітка, під яку необхідно спланувати майданчик чи земляну споруду;
чорна - фактична відмітка поверхні землі до початку виконання робіт;
робоча - церізницю між червоною відміткою (проектною) та відміткою поверхні землі, робочі позначки визначають глибину виїмки або насипу.
Основними вихідними документами для підрахунку обсягів земляних робіт є поздовжні та поперечні профілі споруд, розташування окремих фундаментів та будівель на плані з горизонталями.
Підраховуючи обсяги земляних робіт під час прориву траншей та котлованів, необхідно правильно визначити їх розміри. Підрахунок обсягів зводиться до визначення обсягів різних геометричних фігур, що визначають форму тієї чи іншої земляної споруди. При цьому робиться припущення, що об'єм землі обмежений площинами та окремі нерівності дійсної поверхні ґрунту значно не впливають на розрахунковий обсяг.
Обсяг протяжних земляних споруд підраховується наближеним методом поперечних профілів, заснованому на розподілі споруди в характерних точках перелому поздовжнього профілю або пікетах вертикальними площинами на призматоїди. По площі поперечних перерізів та відстані між ними визначаються приватні обсяги кожного призматоїду, які потім підсумовуються. Для полегшення підрахунків є посібники, довідники, таблиці, номограми.
Об'єм котловану з прямокутними основами, що має укоси з усіх чотирьох сторін, визначається, наприклад, за перетвореною формулою:
V = (Н/6) (ab + cd + (а + с)(b + d))
де Н - глибина котловану; а і b - відповідно ширина і довжина котловану по дну; с і d - те саме, поверху.
Під час виконання підрахунків обсягів земляних робіт при уривку траншей і котлованів необхідно правильно визначити їх розміри залежно від умов виконання робіт. При розробці траншей під стрічкові фундаменти ширина дна траншеї приймається рівною ширині підошви.фундаменту плюс 0,2 м з кожного боку для влаштування піщаної або бетонної підготовки. Якщо розробка траншеї ведеться з кріпленням, то для його встановлення необхідно ширину по дну збільшити на 0,1 м при глибині до 2 м і на 0,2 м - при глибині до 3 м. Для влаштування шпунтового огородження розширення становить вже 0,4 м при глибині до 3 м з додаванням по 0,2 м на кожен метр глибини понад 3 м. За необхідності влаштування вертикальної гідроізоляції фундаментів та стін підвалів для зручності робіт необхідно також поширити виїмку.
Ширина траншей дном для укладання трубопроводів визначається залежно від розмірів труб і способу їх укладання.
При розробці ґрунту землерийними машинами найменша ширина траншів по дну повинна відповідати ширині ріжучої кромки робочого органу машини плюс 0,15 м у піщаних та супіщаних ґрунтах, 0,1 м – у глинистих та суглинках.
Робоча глибина котловану під фундаменти визначається різницею чорної та червоної позначок. Для обліку характеру рельєфу місцевості в практичних підрахунках достатньо прийняти усереднену чорну позначку, рівну середній арифметичній кількох відміток.
З метою запобігання порушенню природної структури ґрунту при роботі екскаватора передбачається недобір ґрунту в межах від 5 до 20 см. Робочу висоту насипу протяжної споруди задають більше проектної величини з урахуванням наступного осаду ґрунту.
Вихідним документом для підрахунку обсягів земляних робіт при вертикальному плануванні є картограма земляних мас, що є планом ділянки, на якому рельєф зображений горизонталями, з нанесеною сіткою квадратів і зазначенням чорних, червоних і робочих позначок вершин квадратів, а також із зображенням лінії нульових робіт. Картограма складається при проектуваннігенерального плану геодезичною службою проектно-дослідницької організації, проте перед початком планувальних робіт виробникам часто доводиться уточнювати її.
Середня позначка планування може бути задана відповідно до потреб будівництва, але найчастіше вона визначається з умови нульового балансу, тобто рівності земляних мас виїмки та насипу в межах планованого майданчика.
Підрахунок обсягів земляних робіт при вертикальному плануванні на великих площах може проводитись за тригранними або чотиригранними призмами. Для цього заплановану ділянку з нанесеними на ній горизонталями розбивають на ряд квадратів, які розділяються потім діагоналями на прямокутні трикутники. Сторона квадрата в залежності від рельєфу місцевості та точності підрахунку приймається для пересіченого рельєфу 10-50 м, а для спокійного рельєфу – до 100 м. У кутах кожного квадрата інтерполяцією по горизонталі визначаються та проставляються чорні позначки – відмітки від поверхні землі. Робочі позначки зі знаком (+) вказують на необхідність зрізання ґрунту, тобто на пристрій виїмки, а позначки зі знаком (-) на необхідність улаштування насипу. Трикутники з робочими відмітками однакового знака називають однойменними, а різних знаків перехідними.
Загальний обсяг земляних робіт під час планування майданчиків визначається як сума всіх приватних обсягів.